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多个热电偶套管串联或并联的安装设计

来源:发表时间:2018-10-08

    为了满足冗余目的或满足安全要求,金莎娱乐官方网站通常使用紧密接近的多个热电偶套管。


    热电偶套管可保护温度传感器免受被测工艺条件的影响。它们还用于形成过程密封。


    在正常应用中,过程流体绕过热电偶套管,在流动的下游侧产生低压涡流。这种现象在热套管上产生静态和动态应力。如果这些应力足够高,则存在由热电偶套管引起的疲劳引起的机械故障的可能性。管道设计人员使用各种工具来预测和避免系统中的热套管故障,ASME PTC 19.3TW-2010是国际公认的热套管设计标准。


    ASME PTC 19.3TW-2010的范围仅限于单个热电偶套管安装。然而,为了冗余目的或满足安全要求,工艺设计者通常使用紧密接近的多个热电偶套管。


    具有紧密接近的热电偶套管的应用可能由于它们之间的相互作用而受到不确定性的影响。当流体从一个热电偶套管流到另一个热电偶套管时,流体会经历增加的湍流。ASME PTC 19.3TW-2010不是讨论多个热电偶套管安装,而是将设计人员引用到ASME锅炉压力容器规范的一部分,该规范涉及电池组和电池组阵列。


图:在并排安装中涡旋脱落


    虽然该参考文献为特定应用提供了一些引导,但它并未涵盖过程工业中普遍存在的各种设计条件和应用。为了理解这些应用,同行评审的期刊文章使用实验结果提供了一些见解。这些实验涵盖了各种气缸阵列,但最适用于过程控制应用的两种配置是“并排”和“串联”。


    在并排安装中,由于流动的收缩,流体在两个热电偶套管之间通过时流体的速度增加。随着速度的增加,涡旋脱落率增加,并且作用在热电偶套管上的力增加。随着热电偶套管之间的空间增加,效果降低。


    在串联金莎娱乐官方网站热电偶套管安装中,下游热电偶套管位于由上游热电偶套管产生的涡街中。这改变了上游热电偶套管上的力并在下游热电偶套管上引起了额外的力。由于流体速度不变,脱落频率不受影响; 只有热套管上的力是不同的。这意味着如果热电偶套管单独通过ASME PTC 19.3TW-2010的频率限制评估,它们仍然可以用于串联安装。


图:串联安装中的涡旋脱落


    许多可用的实验数据是在“近距离”区域(八个圆柱直径内)中拍摄的,以产生最显着的结果。数据表明,当结合使用两个或更多个热电偶套管时,最佳的热电偶套管安装方向是并排的,它们之间至少有五个热电偶套管直径间隔。但是,并排安装的几何结构可能难以制造和验证。仅这一事实可能会导致设计师考虑串联方向。


图:并排安装的间距要求


    如果设计者选择串联热电偶套管定向,那么热电偶套管之间的间距必须大于涡街消散所需的距离。该距离随流体密度和速度而变化,但实验结果显示涡流通常在100个热套管直径内衰减。对于尖端直径为0.50英寸(12.7毫米)或0.75英寸(19.1毫米)的典型热电偶套管,热电偶套管之间的中心距必须为4英尺到6英尺(1,200毫米到1,800毫米)。


    弯头或其他原位流动中断有助于消散涡流,并可减少间距要求。但是,这是高度可变的,应根据具体情况进行评估。如果涡流可以通过间隔或流动中断消散,金莎娱乐官方网站设计人员只能使用ASME PTC 19.3TW-2010指南来评估热电偶套管的安装。设计人员可以为可能需要评估的其他方向和应用程序引用相同的开源文档。


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